一种蜂窝型材蜂窝孔视觉定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111563935A(43)申请公布日2020.08.21(21)申请号201911345687.1(22)申请日2019.12.24(71)申请人中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所地址100076北京市丰台区南苑东路5号(72)发明人王琳琳李树刘京亮罗松保陈钱李喆(74)专利代理机构中国船舶专利中心11026代理人栾硕(51)Int.Cl.G06T7/80(2017.01)G06T7/70(2017.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种蜂窝型材蜂窝孔视觉定位方法(57)摘要本发明涉及一种基于视觉的蜂窝型材蜂窝孔定位方法。本发明是复材蜂窝型材自动化加工的一个重要流程，使用工业RGBD相机与视觉算法相配合，共同完成复材蜂窝型材加工过程中的蜂窝孔定位功能，并将定位信息转换到机器人坐标系下，引导机器人进行蜂窝孔后续加工流程。本发明定位精度高，动作快，成本低；能够适应蜂窝型材在多种任务与场合下的加工与生产需求。CN111563935ACN111563935A权利要求书1/2页1.一种蜂窝型材蜂窝孔视觉定位方法，其特征在于，包括，—蜂窝型材，—工业RGBD相机，所述工业RGBD相机用于对蜂窝型材实时拍照，获取待加工蜂窝板图像信息和蜂窝孔深度信息，—计算机，所述计算机用于运行定位程序，并对定位信息进行实时显示，—定位程序，所述定位程序根据工业RGBD相机传递的图像信息，提供了视觉定位方法，用于确定蜂窝型材中各个蜂窝孔的定位信息，—机器人，所述机器人机械臂设有末端执行器，可以根据计算机提供的定位信息进行自动化动作，其特征在于，所述视觉定位方法是，首先，对工业RGBD相机进行标定，获得工业RGBD相机的内参数和外参数；其次，对机器人进行手眼标定，用于将工业RGBD相机传递的图像在世界坐标系下的坐标变换到机器人坐标系下；再次，对所述蜂窝型材蜂窝孔进行中心位置识别，所述中心位置识别方法的步骤如下，第一步，进行图像信息矫正，消除由所述工业RGBD相机的摄像头畸变参数和镜头对图像质量的影响；第二步，图像色彩空间转换，将图像信息由RGB色彩空间转换到HSV色彩空间，并使图像中只保留蜂窝板部分，以滤除环境干扰；第三步，图像二值化与轮廓查找，用于在图像信息中提取蜂窝板结构与蜂窝孔形状信息；第四步，轮廓亚匹配与亚像素级定位，实现因形变而呈现的非完全规则正六边形蜂窝孔的识别；第五步，读取工业RGBD相机采集的深度信息中待识别蜂窝孔相对应位置的深度数据，从而获得每个蜂窝孔在空间中的中心位置；最后，确定每个蜂窝孔的姿态信息，生成位置点阵，方法是，第一步，利用工业RGBD相机采集的蜂窝孔深度信息，获取每个蜂窝孔距离工业RGBD相机的距离；第二步，根据工业RGBD相机标定得到的内参数，确定出每个蜂窝孔在工业RGBD相机坐标系中的位置；第三步，根据识别到的蜂窝六边形结构进行逆透视变换，得到每个蜂窝孔在工业RGBD相机坐标系下的姿态信息；第四步，利用手眼标定结果，将每个蜂窝孔在工业RGBD相机坐标系下的坐标转换到机器人坐标系下；第五步，计算机中实时显示出工业RGBD相机采集到的蜂窝板图像信息在机器人坐标系下的位置点阵，完成所述蜂窝型材蜂窝孔视觉定位；第六步，将视觉定位得到的下一个待加工蜂窝孔的坐标信息实时传输反馈至机器人控制器，引导机器人携带末端机构进行自动化工作，第七步，为了防止在对蜂窝孔进行加工时，蜂窝孔相对位置发生偏移，重复上述中心位置识别及第一步至第六步，直至蜂窝型材上所有蜂窝孔自动化加工结束。2CN111563935A权利要求书2/2页2.根据权利要求1所述的蜂窝型材蜂窝孔视觉定位方法，其特征在于，还包括，—工作台，供放置蜂窝型材，所述机械臂末端执行器和工作台均各自设有工业RGBD相机；在对蜂窝型材蜂窝孔视觉定位时，其中所述工作台设置的工业RGBD相机用于粗略定位，之后机器人末端执行器运动至工作台放置的蜂窝型材上方，再使用末端执行器携带的RGBD相机进行精确定位，完成曲面蜂窝型材蜂窝孔的定位工作。3CN111563935A说明书1/5页一种蜂窝型材蜂窝孔视觉定位方法技术领域[0001]本发明涉及一种蜂窝型材孔洞定位方案，特别是涉及一种基于视觉的蜂窝型材孔洞定位方案。背景技术[0002]目前复材蜂窝型材主要用于发动机的吸声减震，相关材料的加工主要依靠人工，至今国内没有很好的自动化技术解决途径，随着工业自动化的发展，这种生产方式不能满足现代航空发动机的研制生产需求，因此，实现一种精度较高的复材蜂窝型材蜂窝孔自动定位方法，对后续蜂窝孔的自动化加工有着极其重要的贡献。本发明提供一种基于视觉的蜂窝型材孔洞定位方案，本发明是复材蜂窝型材自动化加工的一个重要流程，使用工